KR20160074809A - 광 송수신 모듈 - Google Patents

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KR20160074809A
KR20160074809A KR1020140183224A KR20140183224A KR20160074809A KR 20160074809 A KR20160074809 A KR 20160074809A KR 1020140183224 A KR1020140183224 A KR 1020140183224A KR 20140183224 A KR20140183224 A KR 20140183224A KR 20160074809 A KR20160074809 A KR 20160074809A
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Abstract

본 발명은 광 송수신 모듈을 제공한다. 광 송수신 모듈은 다층의 유전체층들 및 다층의 금속층들이 교대로 적층된 인쇄회로기판, 상기 인쇄회로기판 상에 배치되어 광 신호를 전기 신호로 변환하는 광 검출기, 상기 인쇄회로기판의 상의 일측에 배치되고 전기 신호를 전달하는 제 1 전송 선로를 포함하는 보정부, 상기 광 검출기에 전원을 공급하는 전원 공급선 및 상기 제 1 전송선로와 연결되어 외부에 상기 전기 신호를 전달하는 제 1 고주파 커넥터를 포함하고, 상기 인쇄회로기판은 상기 다층의 유전체층들 및 상기 다층의 금속층들을 전기적으로 연결하는 복수개의 비아들을 포함하고, 상기 보정부는 상기 인쇄회로기판 상에서 돌출되어 상기 광 검출기와의 높이 차를 보정한다.

Description

광 송수신 모듈{ optical transceiver module }
본 발명은 광 송수신 모듈에 관한 것으로, 구체적으로 인쇄회로기판을 이용한 광 송수신 모듈에 관한 것이다.
초고속 광 수신 모듈은 일반적으로 빛을 모아주는 광학계, 광 검출기, 외부 전원선 및 고주파 커넥터를 포함한다. 그리고 광 검출기에 의해 광전 변환된 고주파 신호를 증폭하기 위해 전치 증폭기가 사용될 수 있다. 또한, 초고속 광 수신 모듈은 외부 전원으로부터 야기되는 잡음을 제거하기 위한 잡음 제거 회로와 별도의 추가적인 기능을 할 수 있는 기능 회로 등을 더 포함할 수 있다. 광 검출기와 전치 증폭기 및 전치 증폭기와 고주파 전송 선로 사이에서 전달되는 신호는 10Gb/s 이상의 고속 신호이기 때문에 고주파 전송 선로 및 그 주변부는 이러한 고속 전송 특성에 영향을 미칠 수 있는 기생 성분을 고려하여 정밀하게 설계될 필요가 있다.
본 발명의 기술적 과제는 전송 효율이 높은 광 송수신 모듈을 제공하는 것이다.
본 발명의 기술적 과제는 생산 수율이 높고, 제조 공정이 단순한 광 송수신 모듈을 제공하는 것이다.
본 발명은 광 송수신 모듈을 제공한다. 광 송수신 모듈은 다층의 유전체층들 및 다층의 금속층들이 교대로 적층된 인쇄회로기판, 상기 인쇄회로기판 상에 배치되어 광 신호를 전기 신호로 변환하는 광 검출기, 상기 인쇄회로기판의 상의 일측에 배치되고 전기 신호를 전달하는 제 1 전송 선로를 포함하는 보정부, 상기 광 검출기에 전원을 공급하는 전원 공급선 및 상기 제 1 전송선로와 연결되어 외부에 상기 전기 신호를 전달하는 제 1 고주파 커넥터를 포함하고, 상기 인쇄회로기판은 상기 다층의 유전체층들 및 상기 다층의 금속층들을 전기적으로 연결하는 복수개의 비아들을 포함하고, 상기 보정부는 상기 인쇄회로기판 상에서 돌출되어 상기 광 검출기와의 높이 차를 보정한다.
일 예에 의하여, 상기 보정부의 상기 제 1 전송선로와 상기 광 검출기의 높이가 동일하다.
일 예에 의하여, 상기 보정부는 FR4, 듀로이드(duroid), 타코닉(taconic) 또는 세라믹(ceramic) 중 어느 하나를 포함한다.
일 예에 의하여, 상기 인쇄회로기판 상에 광원을 더 포함하고, 상기 광원과 연결되고 상기 보정부 상에 배치되는 제 2 전송선로 및 상기 제 2 전송선로와 연결되는 제 2 고주파 커넥터를 더 포함한다.
일 예에 의하여, 상기 보정부는 상기 인쇄회로기판 상에서 돌출되어 상기 광원과의 높이 차를 보정한다.
일 예에 의하여, 상기 광 송수신 모듈을 외부 공간과 차폐하는 하우징을 더 포함한다.
일 예에 의하여, 상기 인쇄회로 기판은, 접지와 연결되는 제 1 금속층, 상기 제 1 금속층과 제 1 비아로 연결되는 제 2 금속층, 상기 제 1 금속층과 제 2 비아로 연결되는 제 3 금속층 및 상기 제 1 금속층과 상기 제 2 금속층 및 상기 제 2 금속층과 상기 제 3 금속층 사이에 배치되는 다층의 유전체층을 포함한다.
일 예에 의하여, 상기 다층의 금속층들은 텅스텐(W), 몰리브덴(Mb), 구리(Cu), 금(Au), 팔라듐(Pd) 또는 은(Ag) 중에서 적어도 하나의 재질로 형성된다.
일 예에 의하여, 상기 광 검출기와 상기 보정부 사이에 배치되어 상기 전기 신호를 증폭하는 전치증폭기를 더 포함한다.
일 예에 의하여, 상기 전원 공급선은 상기 인쇄회로기판 상에 형성된 회로 패턴에 연결되고, 상기 회로 패턴은 상기 광 검출기와 연결된다.
일 예에 의하여, 상기 전송 선로는 단일 선로, 디퍼렌셜 형태의 선로 또는 어레이 형태의 선로 중에서 적어도 하나로 형성된다.
일 예에 의하여, 상기 전송 선로는 마이크로스트립 라인, 서스펜디드 마이크로스트립(Suspended microstrip) 라인, 인버터 마이크로스트립(Inverted Microstrip) 라인, 단일 평면 도파로, 공면 스트립(Coplanar strip) 라인, 슬롯(slot) 라인 또는 접지형 단일 평면 도파로 중에서 적어도 하나로 형성되거나 이들의 조합으로 형성된다.
본 발명은 다른 실시 예에 따라 광 송수신 모듈을 제공한다. 광 송수신 모듈은 다층의 유전체층들 및 다층의 금속층들이 교차로 적층된 인쇄회로기판, 상기 인쇄회로기판 상에 배치되는 광원, 상기 인쇄회로기판의 상의 일측에 배치되는 보정부, 상기 보정부 상에 제공되고, 광원을 향해 연장되는 제 1 전송선로, 상기 광원에 전원을 공급하는 전원 공급선 및 상기 제 1 전송선로와 연결되어 내부로 전기 신호를 전달하는 제 1 고주파 커넥터를 포함하고, 상기 보정부는 상기 인쇄회로기판 상에서 돌출되어 상기 광원과의 높이 차를 보정한다.
일 예에 의하여, 상기 인쇄회로기판 상에 광 검출기를 더 포함하고, 상기 광 검출기과 연결되고 상기 보정부 상에 배치되는 제 2 전송선로 및 상기 제 2 전송선로와 연결되는 제 2 고주파 커넥터를 더 포함한다.
일 예에 의하여, 상기 보정부는 상기 인쇄회로기판 상에서 돌출되어 상기 광 검출기와의 높이 차를 보정한다.
일 예에 의하여, 상기 광원과 상기 보정부 사이에 배치되어 상기 전기 신호를 상기 광원이 구동하기 위한 신호로 변환하는 레이저 드라이버를 더 포함한다.
본 발명의 또 다른 실시 예에 따라 광 송수신 모듈을 제공한다. 다층의 유전체층들 및 다층의 금속층들이 교차로 적층된 인쇄회로기판, 상기 인쇄회로기판 상에 배치되는 광원, 상기 인쇄회로기판 상에 배치되어 광 신호를 전기 신호로 변환하는 광 검출기, 상기 인쇄회로기판의 상의 일측에 배치되는 보정부, 상기 보정부 상에 제공되고, 광원을 향해 연장되는 제 1 전송선로, 상기 보정부 상에 제공되고, 광 검출기를 향해 연장되는 제 2 전송선로, 상기 광 검출기 및 상기 광원에 전원을 공급하는 전원 공급선, 상기 제 1 전송선로와 연결되어 내부로 전기 신호를 전달하는 제 1 고주파 커넥터, 상기 제 2 전송선로와 연결되어 외부로 전기 신호를 전달하는 제 2 고주파 커넥터를 포함하고, 상기 보정부는 상기 인쇄회로기판 상에서 돌출되어 상기 광원 및 상기 광 검출기와의 높이 차를 보정한다.
일 예에 의하여, 상기 보정부의 상기 제 1 전송선로, 상기 제 2 전송선로, 상기 광원 및 상기 광 검출기의 높이는 서로 동일하다.
일 예에 의하여, 상기 광 검출기와 상기 보정부 사이에 배치되어 상기 전기 신호를 증폭하는 전치증폭기 및 상기 광원과 상기 보정부 사이에 배치되어 상기 전기 신호를 상기 광원이 구동하기 위한 신호로 변환하는 레이저 드라이버를 더 포함한다.
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 보정부를 통해 회로 부품들간의 높이를 보정하고, 회로 부품들간의 본드와이어 길이를 짧게하여 전송 효율이 높은 광 송수신 모듈일 제공할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 인쇄회로기판을 사용한 광 송수신 모듈을 제공하여 생산 수율을 높일 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 인쇄회로기판을 사용한 광 송수신 모듈을 제공하여 제조 공정을 단순화할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 하나의 하우징 내부에 광 수신 모듈 및 광 송신 모듈을 배치시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 광 송수신 모듈을 나타내는 도면이다.
도 2는 도 1의 인쇄회로기판을 나타내는 단면도이다.
도 3은 도 1의 인쇄회로기판을 나타내는 도면이다.
도 4는 도 1의 광 송수신 모듈의 하우징을 나타내는 도면이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 광 송수신 모듈을 나타내는 도면이다.
도 6은 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 광 송수신 모듈을 나타내는 도면이다.
도 7은 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 광 송수신 모듈을 나타내는 도면이다.
도 8은 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 광 송수신 모듈을 나타내는 도면이다.
도 9는 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 광 송수신 모듈을 나타내는 도면이다.
도 10은 도 9의 광 송수신 모듈의 하우징을 나타내는 도면이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시 예를 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시 예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전문에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
또한, 본 명세서에서 기술하는 실시 예들은 본 발명의 이상적인 예시도인 단면도 및/또는 평면도들을 참고하여 설명될 것이다. 도면들에 있어서, 막 및 영역들의 두께는 기술적 내용의 효과적인 설명을 위해 과장된 것이다. 따라서, 제조 기술 및/또는 허용 오차 등에 의해 예시도의 형태가 변형될 수 있다. 따라서, 본 발명의 실시 예들은 도시된 특정 형태로 제한되는 것이 아니라 제조 공정에 따라 생성되는 형태의 변화도 포함되는 것이다. 예를 들면, 직각으로 도시된 식각 영역은 라운드지거나 소정 곡률을 가지는 형태일 수 있다. 따라서, 도면에서 예시된 영역들은 개략적인 속성을 가지며, 도면에서 예시된 영역들의 모양은 소자의 영역의 특정 형태를 예시하기 위한 것이며 발명의 범주를 제한하기 위한 것이 아니다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 광 송수신 모듈을 나타내는 도면이고, 도 2는 도 1의 인쇄회로기판을 나타내는 단면도이고, 도 3은 도 1의 인쇄회로기판을 나타내는 도면이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 광 송수신 모듈(100)은 인쇄회로기판(110), 전원 공급선(120), 회로부(130), 보정부(140), 고주파 커넥터(150) 및 광 검출기(160)를 포함할 수 있다. 광 송수신 모듈(100)은 광 신호를 전기 신호로 변환하여 고주파 커넥터(150)를 통해 외부 시스템으로 전송한다.
인쇄회로기판(110)은 다층의 금속층들(112a, 112b, 112c) 및 다층의 유전체층들(114a, 114b)을 포함할 수 있다. 금속층들(112a, 112b, 112c)은 예를 들어, 텅스텐(W), 몰리브덴(Mb), 구리(Cu), 금(Au), 팔라듐(Pd) 또는 은(Ag) 등을 포함할 수 있다. 유전체층들(114a, 114b)은 에를 들어, 알루미나, 질화 알루미늄 또는 탄화규소 등을 포함할 수 있다. 유전체층들(114a, 114b)은 다층의 금속층들(112a, 112b, 112c)을 서로 분리시키면서 이를 지지하는 역할을 할 수 있다. 금속층들(112a, 112b, 112c)은 제 1 금속층(112a), 제 2 금속층(112b) 및 제 3 금속층(113c)을 포함할 수 있고, 유전체층들(114a, 114b)은 제 1 유전체층(114a) 및 제 2 유전체층(114b)을 포함할 수 있다. 제 1 금속층(112a)은 접지와 연결될 수 있다. 제 1 금속층(112a)과 2 금속층(112b)은 제 1 비아(115a)를 통해 연결될 수 있고, 제 2 금속층(112b)과 제 3 금속층(112c)은 제 2 비아(115b)를 통해 연결될 수 있다. 제 1 비아(115a) 및 제 2 비아(115b)는 예를 들어, 텅스텐(W), 몰리브덴(Mb), 구리(Cu), 금(Au), 팔라듐(Pd) 또는 은(Ag) 등을 포함할 수 있다. 제 1 유전체층(114a)은 제 1 금속층(112a)과 제 2 금속층(112b) 사이에 배치될 수 있고, 제 2 유전체층(114b)은 제 2 금속층(112b)과 제 3 금속층(112c) 사이에 배치될 수 있다.
제 3 금속층(112c) 상에는 회로 패턴(118)이 제공될 수 있다. 회로 패턴(118)은 예를 들어, 텅스텐(W), 몰리브덴(Mb), 구리(Cu), 금(Au), 팔라듐(Pd) 또는 은(Ag) 등을 포함할 수 있다. 회로 패턴(118)은 제 1 비아(115a) 및 제 2 비아(115b)를 통해 제 1 금속층(112a) 및 제 2 금속층(112b)과 연결될 수 있다. 회로 패턴(118) 상에 회로 부품들이 배치될 수 있고, 회로 패턴(118)을 통해 회로 부품들에 전원을 공급할 수 있다.
전원 공급선(120)은 회로부(130) 상의 회로 패턴(118)과 연결될 수 있다. 전원 공급선(120)은 광 송수신 모듈(100)에 필요한 전원을 공급할 수 있다. 전원 공급선(120)은 회로부(130)와 광 검출기(160)에 직류 전원을 공급할 수 있다.
회로부(130)는 인쇄회로기판(110)에 제공된 회로 패턴(118) 상에 회로 부품들이 실장되어 구성될 수 있다. 회로 부품들은 저항, 인덕터, 커패시터 및 IC칩 등을 포함할 수 있다. 회로부(130)는 다양한 기능의 회로들을 포함할 수 있다. 예를 들면, 회로부(130)는 잡음 제거 회로를 포함할 수 있다. 잡음 제거 회로는 전원 공급선(120)을 통해 입력되는 직류 전원의 저주파 잡음을 제거할 수 있다. 전원 공급선(120)을 통해 입력되는 직류 전원은 잡음 성분을 많이 포함하고 있기 때문이다. 회로부(130)는 광 검출기(160)를 제어하는 회로 등과 같은 광 송수신 모듈(100)에 필요한 기능을 하는 부가적인 회로들을 포함할 수 있다.
보정부(140)는 인쇄회로기판(110) 상의 일측에 제공될 수 있다. 보정부(140)는 인쇄회로기판(110) 상에서 돌출되게 제공될 수 있다. 보정부(140)는 인쇄회로기판(110) 상의 회로 패턴(118)과 연결될 수 있다. 보정부(140)는 예를 들어, FR4, 듀로이드(duroid), 타코닉(taconic) 또는 세라믹(ceramic) 중 어느 하나를 포함할 수 있다.
보정부(140)는 전기 신호를 전달하는 전송 선로(145)를 포함할 수 있다. 전송 선로(145)의 일측은 고주파 커넥터(150)와 연결될 수 있고, 전송 선로(145)의 타측은 광 검출기(160)를 향하도록 제공될 수 있다. 전송 선로(145)는 보정부(140)의 규격에 따라 고주파 신호를 전송하는데 적합하도록 만들어질 수 있다. 예를 들면, 전송 선로(145)는 고주파 신호를 10Gb/s 이상의 속도로 전달할 수 있도록 제작될 수 있다. 전송 선로(145)는 임피던스를 50Ω으로 유지할 수 있도록 제작될 수 있다. 전송선로(145)가 디퍼렌셜(차동,differential) 일 경우 임피던스를 100Ω으로 유지할 수 있도록 제작될 수 있다. 전송 선로(145)는 마이크로스트립 라인, 서스펜디드 마이크로스트립(Suspended microstrip) 라인, 인버터 마이크로스트립(Inverted Microstrip) 라인, 단일 평면 도파로, 공면 스트립(Coplanar strip) 라인, 슬롯(slot) 라인 또는 접지형 단일 평면 도파로 중에서 적어도 하나로 형성되거나 이들의 조합으로 형성될 수 있다. 전송 선로(145)는 단일 선로, 디퍼렌셜 형태의 선로 또는 어레이 형태의 선로 중에서 적어도 하나로 형성될 수 있다.
보정부(140)는 광 검출기(160)에 의해 변환된 전기 신호를 손실 없이 전송 선로(145)로 전달하고, 전송 선로(145)를 통하여 전기 신호는 고주파 커넥터(150)에 전달할 수 있다. 보정부(140)의 높이는 광 검출기(160) 및 다른 부품들의 높이와 동일하거나 유사할 수 있다. 이를 통해, 보정부(140)는 광 검출기(160)가 제공하는 전기 신호를 용이하게 수신 받아 전송 선로(145)에 제공할 수 있다. 다른 제작 공정없이 보정부(140)를 통해 다수의 부품들과 전송선로(145)의 높이 차를 보정할 수 있다. 광 송수신 모듈(100)의 규격이 정해지면, 보정부(140)의 크기 및 특성도 결정될 수 있다. 보정부(140)는 인쇄회로기판(110)의 적층 과정에서 함께 만들어질 수 있다.
고주파 커넥터(150)는 보정부(140)를 통해 전기 신호를 수신할 수 있다. 고주파 커넥터(150)는 전송 선로(145)와 같은 높이에 배치되고, 서로 연결될 수 있다. 고주파 커넥터(150)는 복수개로 제공될 수 있다. 고주파 커넥터(150)는 수신한 전기 신호를 외부 시스템에 전송한다. 전송 선로(145)가 실시 예와 같이 디퍼렌셜 형태일 경우, 두 개의 고주파 커넥터(150)가 연결될 수 있다.
광 검출기(160)는 인쇄회기판(110) 상에 제공될 수 있다. 광 검출기(160)는 광학계를 통해 수신된 광신호를 전기 신호로 변환할 수 있다. 예를 들어, 광 검출기(160)는 표면 입사형 도는 도파로형일 수 있다. 광 검출기(160)는 회로 패턴(118)에 의해 전원을 공급받을 수 있다.
회로부(130)와 광 검출기(160)는 본드와이어(Bondwire)로 연결될 수 있다. 광 검출기(160)와 보정부(140)는 본드와이어(Bondwire)로 연결될 수 있다. 본드와이어(Bondwire)의 사용 길이가 길어질수록 광 송수신 모듈(100)의 고주파 특성은 나빠질 수 있다. 보정부(140)가 제공된 인쇄회로기판(110)을 사용하면 회로부(130), 광 검출기(160) 및 전송 선로(145) 각각의 높이가 동일하고, 접속점들의 위치가 근접하게 된다. 그러므로 본드와이어(Bondwire)의 사용 길이는 짧아지게 된다. 따라서, 광 송수신 모듈(100)의 고주파 특성은 향상될 수 있다. 또한, 인쇄회로기판(110)을 사용함에 따라, 생산 수율이 향상될 수 있고, 인쇄회로기판(110) 상에 회로 부품들을 실장하기 용이하므로 광 송수신 모듈(100)의 제작공정이 단순화될 수 있다.
도 4는 광 송수신 모듈의 하우징을 나타내는 도면이다.
도 4를 참조하면, 도 1의 광 송수신 모듈(100)을 덮는 하우징(170)이 제공될 수 있다. 하우징(170)은 물리적으로 도 1의 광 수신 모듈(100)을 지지하고, 전자기적으로 광 수신 모듈(100)을 외부 공간과 차폐할 수 있다. 하우징(170)은 광학 커넥터(175)를 포함할 수 있다. 광학 커넥터(175)는 입력되는 광 신호의 손실을 최소화하여 광 검출기(160)로 입력할 수 있다. 광학 커넥터(175)는 광도파로, 렌즈 및 거울 등을 포함할 수 있다.
도 5는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 광 송수신 모듈을 나타내는 도면이다. 도 1 내지 도 3을 참조하여 설명된 일 실시 예와의 차이점을 중심으로 설명되고, 유사한 구성의 도면은 생략한다.
도 5를 참조하면, 광 송수신 모듈(100)은 전치 증폭기(180)를 더 포함할 수 있다. 전치 증폭기(180)는 인쇄회로기판(110) 상에 제공될 수 있고, 광 검출기(160)와 보정부(140) 사이에 배치될 수 있다. 전치 증폭기(180)는 광 검출기(160)로부터 수신한 전기 신호를 증폭할 수 있다. 증폭된 전기 신호는 보정부(140)에 전달된다. 전송 선로(145)는 전치 증폭기(180)를 통해 증폭된 전기 신호를 신호 상쇄 없이 고주파 커넥터(150)로 전송할 수 있다. 보정부(140), 광 검출기(160) 및 전치 증폭기(180)의 높이는 동일하거나 유사할 수 있다. 다른 제작 공정없이 보정부(140)를 통해 광 검출기(160) 및 전치 증폭기(180)와 전송선로(145)의 높이 차를 보정할 수 있다. 전치 증폭기(180)와 보정부(140)는 본드와이어(Bondwire)로 연결된다. 본드와이어(Bondwire)의 사용 길이가 길어질수록 광 송수신 모듈(100)의 고주파 특성이 나빠질 수 있다. 보정부(140)가 제공된 인쇄회로기판(110)을 사용하면 회로부(130), 광 검출기(160), 전치 증폭기(180) 및 전송 선로(145) 각각의 높이가 동일하고, 접속점들의 위치가 근접하게 된다. 그러므로 본드와이어(Bondwire)의 사용 길이는 짧아지게 된다. 따라서, 광 송수신 모듈(100)의 고주파 특성은 향상될 수 있다.
도 6은 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 광 송수신 모듈을 나타내는 도면이다.
도 6을 참조하면, 광 송수신 모듈(200)은 인쇄회로기판(210), 전원 공급선(220), 회로부(230), 보정부(240), 고주파 커넥터(250) 및 광원(260)을 포함할 수 있다. 광 송수신 모듈(200)은 고주파 커넥터(150)를 통해 외부에서 전달되는 전기 신호를 변환하여 광원(260)에 전달할 수 있다.
도 6의 인쇄회로기판(210)은 도 2 및 도 3의 인쇄회로기판(110)과 구성이 동일하거나 유사할 수 있다. 인쇄회로기판(210)은 다층의 금속층들(212a, 212b, 212c) 및 다층의 유전체층들(214a, 214b)을 포함할 수 있다. 금속층들(212a, 212b, 212c)은 예를 들어, 텅스텐(W), 몰리브덴(Mb), 구리(Cu), 금(Au), 팔라듐(Pd) 또는 은(Ag) 등을 포함할 수 있다. 유전체층들(214a, 214b)은 에를 들어, 알루미나, 질화 알루미늄 또는 탄화규소 등을 포함할 수 있다. 유전체층들(214a, 214b)은 다층의 금속층들(212a, 212b, 212c)을 서로 분리시키면서 이를 지지하는 역할을 할 수 있다. 금속층들(212a, 212b, 212c)은 제 1 금속층(212a), 제 2 금속층(212b) 및 제 3 금속층(213c)을 포함할 수 있고, 유전체층들(214a, 114b)은 제 1 유전체층(214a) 및 제 2 유전체층(214b)을 포함할 수 있다. 제 1 금속층(212a)은 접지와 연결될 수 있다. 제 1 금속층(212a)과 2 금속층(212b)은 제 1 비아(215a)를 통해 연결될 수 있고, 제 2 금속층(212b)과 제 3 금속층(212c)은 제 2 비아(215b)를 통해 연결될 수 있다. 제 1 비아(215a) 및 제 2 비아(215b)는 예를 들어, 텅스텐(W), 몰리브덴(Mb), 구리(Cu), 금(Au), 팔라듐(Pd) 또는 은(Ag) 등을 포함할 수 있다. 제 1 유전체층(214a)은 제 1 금속층(212a)과 제 2 금속층(212b) 사이에 배치될 수 있고, 제 2 유전체층(214b)은 제 2 금속층(212b)과 제 3 금속층(212c) 사이에 배치될 수 있다.
제 3 금속층(212c) 상에는 회로 패턴(218)이 제공될 수 있다. 회로 패턴(218)은 예를 들어, 텅스텐(W), 몰리브덴(Mb), 구리(Cu), 금(Au), 팔라듐(Pd) 또는 은(Ag) 등을 포함할 수 있다. 회로 패턴(218)은 제 1 비아(215a) 및 제 2 비아(215b)를 통해 제 1 금속층(212a) 및 제 2 금속층(212b)과 연결될 수 있다. 회로 패턴(218) 상에 회로 부품들이 배치될 수 있고, 회로 패턴(218)을 통해 회로 부품들에 전원을 공급할 수 있다.
전원 공급선(220)은 회로부(230) 상의 회로 패턴(218)과 연결될 수 있다. 전원 공급선(220)은 광 송수신 모듈(200)에 필요한 전원을 공급할 수 있다. 전원 공급선(220)은 회로부(230)와 광원(260)에 직류 전원을 공급할 수 있다.
회로부(230)는 인쇄회로기판(210)에 제공된 회로 패턴(218) 상에 회로 부품들이 실장되어 구성될 수 있다. 회로 부품들은 저항, 인덕터, 커패시터 및 IC칩 등을 포함할 수 있다. 회로부(230)는 다양한 기능의 회로들을 포함할 수 있다. 예를 들면, 회로부(230)는 잡음 제거 회로를 포함할 수 있다. 잡음 제거 회로는 전원 공급선(220)을 통해 입력되는 직류 전원의 저주파 잡음을 제거할 수 있다. 전원 공급선(220)을 통해 입력되는 직류 전원은 잡음 성분을 많이 포함하고 있기 때문이다. 회로부(230)는 광원(260)을 제어하는 회로 등과 같은 광 송수신 모듈(200)에 필요한 기능을 하는 부가적인 회로들을 포함할 수 있다.
보정부(240)는 인쇄회로기판(210) 상의 일측에 제공될 수 있다. 보정부(240)는 인쇄회로기판(210) 상에서 돌출되어 제공될 수 있다. 보정부(240)는 인쇄회로기판(210) 상의 회로 패턴(218)과 연결될 수 있다. 보정부(240)는 예를 들어, FR4, 듀로이드(duroid), 타코닉(taconic) 또는 세라믹(ceramic) 중 어느 하나를 포함할 수 있다.
보정부(240)는 전기 신호를 전달하는 전송 선로(245)를 포함할 수 있다. 전송 선로(245)의 일측은 고주파 커넥터(250)와 연결될 수 있고, 전송 선로(245)의 타측은 광원(260)을 향하도록 제공될 수 있다. 전송 선로(245)는 보정부(240)의 규격에 따라 고주파 신호를 전송하는데 적합하도록 만들어질 수 있다. 예를 들면, 전송 선로(245)는 고주파 신호를 10Gb/s 이상의 속도로 전달할 수 있도록 제작될 수 있다. 전송 선로(245)는 임피던스를 50Ω으로 유지할 수 있도록 제작될 수 있다. 전송선로(145)가 디퍼렌셜(차동,differential) 일 경우 임피던스를 100Ω으로 유지할 수 있도록 제작될 수 있다. 전송 선로(145)는 마이크로스트립 라인, 서스펜디드 마이크로스트립(Suspended microstrip) 라인, 인버터 마이크로스트립(Inverted Microstrip) 라인, 단일 평면 도파로, 공면 스트립(Coplanar strip) 라인, 슬롯(slot) 라인 또는 접지형 단일 평면 도파로 중에서 적어도 하나로 형성되거나 이들의 조합으로 형성될 수 있다. 전송 선로(245)는 단일 선로, 디퍼렌셜 형태의 선로 또는 어레이 형태의 선로 중에서 적어도 하나로 형성될 수 있다.
보정부(240)는 고주파 커넥터(150)에 의해 유입된 전기 신호를 손실 없이 전송 선로(245)로 전달하고, 전송 선로(245)를 통하여 광원(260)으로 전기 신호를 전달할 수 있다. 보정부(240)의 높이는 광원(260) 및 다른 부품들의 높이와 동일하거나 유사할 수 있다. 이를 통해, 보정부(240)는 유입된 전기 신호를 광원(260)으로 용이하게 제공할 수 있다. 다른 제작 공정없이 보정부(240)를 통해 다수의 부품들과 전송선로(245)의 높이 차를 보정할 수 있다. 광 송수신 모듈(200)의 규격이 정해지면, 보정부(240)의 크기 및 특성도 결정될 수 있다. 보정부(240)는 인쇄회로기판(210)의 적층 과정에서 함께 만들어질 수 있다.
고주파 커넥터(250)는 외부 시스템을 통해 유입된 전기 신호를 보정부(240)로 송신할 수 있다. 고주파 커넥터(250)는 전송 선로(245)와 같은 높이에 배치되고, 서로 연결될 수 있다. 고주파 커넥터(250)는 전송 선로(245)를 통해 광원(260)과 연결될 수 있다. 전송 선로(245)가 실시 예와 같이 디퍼렌셜 형태일 경우, 두 개의 고주파 커넥터(250)가 연결될 수 있다.
광원(260)은 인쇄회기판(210) 상에 제공될 수 있다. 광원(260)은 예를 들어, 표면방출형 레이저 또는 도파로형 레이저일 수 있다. 광원(260)은 회로 패턴(218)에 의해 전원을 공급받을 수 있다.
회로부(230)와 광원(260)는 본드와이어(Bondwire)로 연결될 수 있다. 광원(260)과 보정부(240)는 본드와이어(Bondwire)로 연결될 수 있다. 본드와이어(Bondwire)의 사용 길이가 길어질수록 광 송수신 모듈(200)의 고주파 특성은 나빠질 수 있다. 보정부(240)가 제공된 인쇄회로기판(210)을 사용하면 회로부(230), 광원(260) 및 전송 선로(245) 각각의 높이가 동일하고, 접속점들의 위치가 근접하게 된다. 그러므로 본드와이어(Bondwire)의 사용 길이는 짧아지게 된다. 따라서, 광 송수신 모듈(200)의 고주파 특성은 향상될 수 있다. 또한, 인쇄로기판(210)을 사용함에 따라, 생산 수율이 향상될 수 있고, 인쇄회로기판(210) 상에 회로 부품들을 실장하기 용이하므로 광 송수신 모듈(200)의 제작공정이 단순화될 수 있다.
도 7은 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 광 송수신 모듈을 나타내는 도면이다. 도 6을 참조하여 설명된 일 실시 예와의 차이점을 중심으로 설명되고, 유사한 구성의 도면은 생략한다.
도 7을 참조하면, 광 송수신 모듈(200)은 레이저 드라이버(280)를 더 포함할 수 있다. 레이저 드라이버(280)는 인쇄회로기판(210) 상에 제공될 수 있고, 광원(260)와 보정부(240) 사이에 배치될 수 있다. 레이저 드라이버(280)는 고주파 커넥터(250)를 통해 유입된 전기 신호를 광원(260)이 구동하기 위한 전기 신호로 변환할 수 있다. 보정부(240), 광원(260) 및 레이저 드라이버(280)의 높이는 동일하거나 유사할 수 있다. 다른 제작 공정없이 보정부(240)를 통해 광원(260) 및 레이저 드라이버(280)와 전송선로(245)의 높이 차를 보정할 수 있다. 레이저 드라이버(280)와 보정부(240)는 본드와이어(Bondwire)로 연결된다. 본드와이어(Bondwire)의 사용 길이가 길어질수록 광 송수신 모듈(200)의 고주파 특성이 나빠질 수 있다. 보정부(240)가 제공된 인쇄회로기판(210)을 사용하면 회로부(230), 광원(260), 레이저 드라이버(280) 및 전송 선로(245) 각각의 높이가 동일하고, 접속점들의 위치가 근접하게 된다. 그러므로 본드와이어(Bondwire)의 사용 길이는 짧아지게 된다. 따라서, 광 송수신 모듈(200)의 고주파 특성은 향상될 수 있다.
도 8은 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 광 송수신 모듈을 나타내는 도면이다. 설명의 간략을 위해 중복되는 구성의 설명은 생략한다.
도 8을 참조하면, 광 송수신 모듈(300)은 인쇄회로기판(310), 전원 공급선(320), 회로부(330), 보정부(340), 고주파 커넥터(350), 광 검출기(362) 및 광원(364)을 포함할 수 있다. 광 송수신 모듈(300)은 광신호를 전기 신호로 변환하여 고주파 커넥터(350)를 통해 외부 시스템으로 전송하고, 고주파 커넥터(350)를 통해 외부에서 전달되는 전기 신호를 변환하여 광원(360)에 전달할 수 있다.
보정부(340)는 인쇄회로기판(310) 상의 일측에 배치될 수 있다. 보정부(340) 상에는 제 1 전송 선로(345a)와 제 2 전송 선로(345b)가 제공될 수 있다. 보정부(340)는 광 검출기(362), 광원(364), 제 1 전송 선로(345a) 및 제 2 전송 선로(345b)의 높이 차를 보정할 수 있다. 이로 인해, 광 검출기(362)는 제 1 전송 선로(345a)와 같은 높이로 배치될 수 있고, 광원(364)은 제 2 전송 선로(345b)와 같은 높이로 배치될 수 있다.
제 1 고주파 커넥터(350a)는 보정부(340)를 통해 전기 신호를 수신할 수 있다. 광 검출기(362)는 광 신호를 전기 신호로 변환하고, 변환된 전기 신호는 제 1 전송 선로(345a)를 통해 제 1 고주파 커넥터(350a)로 전달될 수 있다. 제 1 고주파 커넥터(350a)는 수신한 전기 신호를 외부 시스템에 전송할 수 있다. 제 2 고주파 커넥터(350b)는 외부 시스템을 통해 유입된 전기 신호를 보정부(340)로 송신할 수 있다. 제 2 전송 선로(345b)는 유입된 전기 신호를 광원(364)으로 전달할 수 있다.
광 검출기(362) 및 광원(364)은 인쇄회로기판(310) 상에 배치될 수 있다. 광 검출기(362)는 인쇄회로기판(310) 상의 제 1 회로패턴(318a) 상에 배치될 수 있고, 광원(364)은 인쇄회로기판(310) 상의 제 2 회로패턴(318b) 상에 배치될 수 있다. 제 1 회로패턴(318a)와 제 2 회로패턴(318b)는 서로 겹치지 않을 수 있다. 이는, 광 검출기(362)와 광원(364)의 역할이 서로 다르기 때문이다. 광 검출기(362)와 제 1 고주파 커넥터(350a)는 제 1 전송 선로(345a)를 기준으로 서로 대향되게 위치할 수 있다. 광원(364)과 제 2 고주파 커넥터(350b)는 제 2 전송 선로(345b)를 기준으로 서로 대향되게 위치할 수 있다.
하나의 하우징(도 10의 370) 내부에 광 수신 모듈과 광 송신 모듈을 모두 배치시킬 수 있다. 하나의 인쇄회로기판(310) 상에 광 검출기(362) 및 광원(364)을 위치시켜 광 송수신 모듈(300)을 제작할 수 있다.
도 9는 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 광 송수신 모듈을 나타내는 도면이다. 설명의 간략을 위해 중복되는 구성의 설명은 생략한다.
도 9를 참조하면, 광 송수신 모듈(300)은 전치증폭기(382) 및 레이저 드라이버(384)를 더 포함할 수 있다. 전치 증폭기(382)는 인쇄회로기판(310) 상에 제공될 수 있고, 광 검출기(360)와 보정부(340) 사이에 배치될 수 있다. 광 검출기(362), 전치 증폭기(382), 제 1 전송 선로(345a) 및 제 1 고주파 커넥터(350a)는 서로 일렬로 배치될 수 있다. 또한, 보정부(340)를 통해 광 검출기(362), 전치 증폭기(382) 및 제 1 전송 선로(345a)는 서로 동일한 높이에 위치할 수 있다. 전치 증폭기(382)는 광 검출기(362)로부터 수신한 전기 신호를 증폭할 수 있다.
레이저 드라이버(384)는 인쇄회로기판(310) 상에 제공될 수 있고, 광원(360)와 보정부(340) 사이에 배치될 수 있다. 광원(364), 레이저 드라이버(384), 제 2 전송 선로(345b) 및 제 2 고주파 커넥터(350b)는 서로 일렬로 배치될 수 있다. 또한, 보정부(340)를 통해 광원(364), 레이저 드라이버(384) 및 제 2 전송 선로(345b)는 서로 동일한 높이에 위치할 수 있다. 레이저 드라이버(384)는 제 2 고주파 커넥터(350b)를 통해 유입된 전기 신호를 광원(364)이 구동하기 위한 전기 신호로 변환할 수 있다.
하나의 하우징(도 10의 370) 내부에 광 수신 모듈과 광 송신 모듈을 모두 배치시킬 수 있다. 하나의 인쇄회로기판(310) 상에 광 검출기(362), 광원(364), 전치 증폭기(382) 및 레이저 드라이버(384)를 위치시켜 광 송수신 모듈(300)을 제작할 수 있다.
보정부(340)가 제공된 인쇄회로기판(310)을 사용하면 회로부(330), 광 검출기(362), 광원(364), 전치 증폭기(382), 레이저 드라이버(384), 제 1 전송 선로(345a) 및 제 2 전송 선로(345b) 각각의 높이가 서로 동일하고, 접속점들의 위치가 근접하게 된다. 그러므로 본드와이어(Bondwire)의 사용 길이는 짧아지게 된다. 따라서, 광 송수신 모듈(300)의 고주파 특성은 향상될 수 있다. 또한, 인쇄회로기판(310)을 사용함에 따라, 생산 수율이 향상될 수 있고, 인쇄회로기판(310) 상에 회로 부품들을 실장하기 용이하므로 광 송수신 모듈(300)의 제작공정이 단순화될 수 있다.
상술한 바와 달리, 광 검출기(362) 및 광원(364)의 높이는 서로 상이할 수 있다. 이에 따라, 보정부(340)는 복수개로 제공될 수 있다. 보정부(340)는 광 검출기(362), 전치 증폭기(382) 및 제 1 전송 선로(345a)의 높이 차를 보정하기 위한 제 1 보정부(미도시)와 광원(364), 레이저 드라이버(384) 및 제 2 전송 선로(345b)의 높이 차를 보정하기 위한 제 2 보정부(미도시)를 포함할 수도 있다.
도 10은 도 9의 광 송수신 모듈의 하우징을 나타내는 도면이다.
도 10을 참조하면, 도 9의 광 송수신 모듈(300)을 덮는 하우징(370)이 제공될 수 있다. 하우징(370)은 물리적으로 도 9의 광 수신 모듈(300)을 지지하고, 전자기적으로 광 수신 모듈(300)을 외부 공간과 차폐할 수 있다. 하우징(370)은 광학 커넥터(375)를 포함할 수 있다. 광학 커넥터(375)는 수신 커넥터(375a) 및 송신 커넥터(375b)를 포함할 수 있다. 수신 커넥터(375a)는 입력되는 광 신호의 손실을 최소화하여 광 검출기(360)로 입력할 수 있다. 송신 커넥터(375b)는 광원(360)을 통해 출력되는 광 신호의 손실을 최소화 하여 외부로 광 신호를 출력할 수 있다. 광학 커넥터(375)는 광도파로, 렌즈 및 거울 등을 포함할 수 있다.

Claims (19)

  1. 다층의 유전체층들 및 다층의 금속층들이 교대로 적층된 인쇄회로기판;
    상기 인쇄회로기판 상에 배치되어 광 신호를 전기 신호로 변환하는 광 검출기;
    상기 인쇄회로기판의 상의 일측에 배치되고 전기 신호를 전달하는 제 1 전송 선로를 포함하는 보정부;
    상기 광 검출기에 전원을 공급하는 전원 공급선; 및
    상기 제 1 전송선로와 연결되어 외부에 상기 전기 신호를 전달하는 제 1 고주파 커넥터를 포함하고,
    상기 인쇄회로기판은 상기 다층의 유전체층들 및 상기 다층의 금속층들을 전기적으로 연결하는 복수개의 비아들을 포함하고,
    상기 보정부는 상기 인쇄회로기판 상에서 돌출되어 상기 광 검출기와의 높이 차를 보정하는 광 송수신 모듈.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 보정부의 상기 제 1 전송선로와 상기 광 검출기의 높이가 동일한 광 송수신 모듈.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 보정부는 FR4, 듀로이드(duroid), 타코닉(taconic) 또는 세라믹(ceramic) 중 어느 하나를 포함하는 광 송수신 모듈.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 인쇄회로기판 상에 광원을 더 포함하고,
    상기 광원과 연결되고 상기 보정부 상에 배치되는 제 2 전송선로 및 상기 제 2 전송선로와 연결되는 제 2 고주파 커넥터를 더 포함하는 광 송수신 모듈.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 보정부는 상기 인쇄회로기판 상에서 돌출되어 상기 광원과의 높이 차를 보정하는 광 송수신 모듈.
  6. 제 4 항에 있어서,
    상기 광 송수신 모듈을 외부 공간과 차폐하는 하우징을 더 포함하는 광 송수신 모듈.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 인쇄회로 기판은:
    접지와 연결되는 제 1 금속층;
    상기 제 1 금속층과 제 1 비아로 연결되는 제 2 금속층;
    상기 제 1 금속층과 제 2 비아로 연결되는 제 3 금속층; 및
    상기 제 1 금속층과 상기 제 2 금속층 및 상기 제 2 금속층과 상기 제 3 금속층 사이에 배치되는 다층의 유전체층을 포함하는 광 송수신 모듈.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 다층의 금속층들은 텅스텐(W), 몰리브덴(Mb), 구리(Cu), 금(Au), 팔라듐(Pd) 또는 은(Ag) 중에서 적어도 하나의 재질로 형성되는 광 송수신 모듈.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 광 검출기와 상기 보정부 사이에 배치되어 상기 전기 신호를 증폭하는 전치증폭기를 더 포함하는 광 송수신 모듈.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 전원 공급선은 상기 인쇄회로기판 상에 형성된 회로 패턴에 연결되고, 상기 회로 패턴은 상기 광 검출기와 연결되는 광 송수신 모듈.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 전송 선로는 단일 선로, 디퍼렌셜 형태의 선로 또는 어레이 형태의 선로 중에서 적어도 하나로 형성되는 광 송수신 모듈.
  12. 제 1 항에 있어서,
    상기 전송 선로는 마이크로스트립 라인, 서스펜디드 마이크로스트립(Suspended microstrip) 라인, 인버터 마이크로스트립(Inverted Microstrip) 라인, 단일 평면 도파로, 공면 스트립(Coplanar strip) 라인, 슬롯(slot) 라인 또는 접지형 단일 평면 도파로 중에서 적어도 하나로 형성되거나 이들의 조합으로 형성되는 광 송수신 모듈.
  13. 다층의 유전체층들 및 다층의 금속층들이 교차로 적층된 인쇄회로기판;
    상기 인쇄회로기판 상에 배치되는 광원;
    상기 인쇄회로기판의 상의 일측에 배치되는 보정부;
    상기 보정부 상에 제공되고, 광원을 향해 연장되는 제 1 전송선로;
    상기 광원에 전원을 공급하는 전원 공급선; 및
    상기 제 1 전송선로와 연결되어 내부로 전기 신호를 전달하는 제 1 고주파 커넥터를 포함하고,
    상기 보정부는 상기 인쇄회로기판 상에서 돌출되어 상기 광원과의 높이 차를 보정하는 광 송수신 모듈.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 인쇄회로기판 상에 광 검출기를 더 포함하고,
    상기 광 검출기과 연결되고 상기 보정부 상에 배치되는 제 2 전송선로 및 상기 제 2 전송선로와 연결되는 제 2 고주파 커넥터를 더 포함하는 광 송수신 모듈.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 보정부는 상기 인쇄회로기판 상에서 돌출되어 상기 광 검출기와의 높이 차를 보정하는 광 송수신 모듈.
  16. 제 13 항에 있어서,
    상기 광원과 상기 보정부 사이에 배치되어 상기 전기 신호를 상기 광원이 구동하기 위한 신호로 변환하는 레이저 드라이버를 더 포함하는 광 송수신 모듈.
  17. 다층의 유전체층들 및 다층의 금속층들이 교차로 적층된 인쇄회로기판;
    상기 인쇄회로기판 상에 배치되는 광원;
    상기 인쇄회로기판 상에 배치되어 광 신호를 전기 신호로 변환하는 광 검출기;
    상기 인쇄회로기판의 상의 일측에 배치되는 보정부;
    상기 보정부 상에 제공되고, 광원을 향해 연장되는 제 1 전송선로;
    상기 보정부 상에 제공되고, 광 검출기를 향해 연장되는 제 2 전송선로;
    상기 광 검출기 및 상기 광원에 전원을 공급하는 전원 공급선;
    상기 제 1 전송선로와 연결되어 내부로 전기 신호를 전달하는 제 1 고주파 커넥터;
    상기 제 2 전송선로와 연결되어 외부로 전기 신호를 전달하는 제 2 고주파 커넥터를 포함하고,
    상기 보정부는 상기 인쇄회로기판 상에서 돌출되어 상기 광원 및 상기 광 검출기와의 높이 차를 보정하는 광 송수신 모듈.
  18. 제 17 항에 있어서,
    상기 보정부의 상기 제 1 전송선로, 상기 제 2 전송선로, 상기 광원 및 상기 광 검출기의 높이는 서로 동일한 광 송수신 모듈.
  19. 제 17 항에 있어서,
    상기 광 검출기와 상기 보정부 사이에 배치되어 상기 전기 신호를 증폭하는 전치증폭기; 및
    상기 광원과 상기 보정부 사이에 배치되어 상기 전기 신호를 상기 광원이 구동하기 위한 신호로 변환하는 레이저 드라이버를 더 포함하는 광 송수신 모듈.

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